面试题：C语言多级指针与函数指针在类型关联中的深度应用

Question

编写一个函数 `void modifyValue(int **ptr)`，该函数接收一个二级指针，通过二级指针找到对应的整型变量，并将其值翻倍。再编写一个函数指针，指向这个 `modifyValue` 函数，并通过函数指针调用该函数。假设有 `int value = 5; int *ptr = &value;`，在主函数中利用上述函数和函数指针完成对 `value` 值的翻倍操作，并解释在整个过程中多级指针、函数指针与变量值类型之间复杂的关联关系和作用原理。

Answer 1

#include <stdio.h>

// 定义函数，通过二级指针找到对应的整型变量，并将其值翻倍
void modifyValue(int **ptr) {
    if (ptr != NULL && *ptr != NULL) {
        **ptr = **ptr * 2;
    }
}

int main() {
    int value = 5;
    int *ptr = &value;
    // 定义函数指针，指向modifyValue函数
    void (*funcPtr)(int **) = modifyValue;
    // 通过函数指针调用modifyValue函数
    funcPtr(&ptr);
    printf("翻倍后的值: %d\n", value);
    return 0;
}

多级指针、函数指针与变量值类型之间复杂的关联关系和作用原理

1. 多级指针：
   • 在 int **ptr 中，ptr 是一个二级指针。二级指针指向的是一个一级指针，而这个一级指针又指向一个具体的变量（在本题中是 int 类型变量 value）。
   • 通过 **ptr 这种形式，我们可以间接访问并修改 value 的值。例如在 modifyValue 函数中，**ptr = **ptr * 2; 这行代码，首先通过 *ptr 找到指向 value 的一级指针，然后再通过 **ptr 找到 value 本身，并对其值进行翻倍操作。
2. 函数指针：
   • void (*funcPtr)(int **) 定义了一个函数指针 funcPtr，它指向一个返回值为 void，参数为 int ** 的函数。这里 funcPtr 指向了 modifyValue 函数。
   • 通过函数指针 funcPtr 调用 modifyValue 函数，如 funcPtr(&ptr);，和直接调用 modifyValue(&ptr); 效果是一样的。函数指针提供了一种灵活的调用函数的方式，在一些情况下（如回调函数等场景）非常有用。
3. 变量值类型：
   • 变量 value 是 int 类型，它存储一个整数值。ptr 是 int * 类型，它存储的是 value 的地址。而 modifyValue 函数的参数 int ** 类型，是为了能够通过二级指针找到 ptr，进而找到 value 并修改其值。
   • 函数指针 funcPtr 指向 modifyValue 函数，其参数类型和返回值类型必须与 modifyValue 函数一致，这样才能正确地通过函数指针调用 modifyValue 函数来操作 int 类型变量 value。